FR2914110A1 - Procede de fabrication d'un substrat hybride - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un substrat hybride (5), qui comprend au moins deux couches de matériau cristallin (13, 2) collées directement l'une contre l'autre.Ce procédé est remarquable en ce qu'il comprend les étapes consistant à :- implanter au moins une catégorie d'espèces atomiques et/ou ioniques dans un substrat donneur (1), de façon à y former une zone de fragilisation (12) qui délimite une couche active (13) d'un reste (14),- soumettre les faces avant (10, 20) du substrat donneur (1) et d'un substrat receveur (2), à un traitement thermique entre 900 degres C et 1200 degres C, sous hydrogène et/ou argon, pendant une durée d'au moins 30 secondes,- coller l'une contre l'autre, lesdites faces avant (10, 20),- détacher ledit reste (14),la nature, la dose et l'énergie d'implantation desdites espèces étant choisies de façon à ce que les défauts induits par ces espèces dans le substrat donneur (1), permettent le détachement ultérieur du reste (14) du substrat donneur, mais ne se développent pas suffisamment au cours dudit traitement thermique, pour empêcher le collage ultérieur ou déformer la face avant (10) du substrat donneur (1).

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un substrat
hybride comprenant au moins deux couches de matériau cristallin, collées l'une contre l'autre par collage direct. Ce type de substrat est apte à être utilisé dans les domaines de l'optique, de l'électronique ou de l'optoélectronique, ces termes englobant également de manière générale la microélectronique, la nanoélectronique, l'optomicroélectronique, l'opto-nanoélectronique et la technologie des composants. Les deux couches de matériaux précitées peuvent être de nature identique ou différente, le terme "nature" couvrant aussi bien la nature chimique des matériaux, que leurs propriétés physico-chimiques et/ou leur orientation cristalline. Le terme de collage "direct" de deux couches ou de deux substrats désigne un collage moléculaire sans couche intermédiaire, telle qu'une couche d'adhésif. Parmi ces substrats hybrides, on trouve ceux connus de l'homme du métier sous l'appellation "DSB", d'après l'acronyme de l'expression anglaise "Direct Silicon Bonding" qui signifie "collage direct sur silicium". De tels substrats comprennent une couche active de silicium, collée directement sur un substrat receveur en silicium d'orientation cristalline différente, sans formation d'une couche intermédiaire, notamment sans formation d'une couche d'oxyde enterré. On peut ainsi réaliser un substrat comprenant une couche de silicium d'orientation cristalline (1,1,0) reposant directement sur un support de silicium d'orientation cristalline (1,0,0), ou l'inverse. Lorsque le substrat receveur est du carbure de silicium (SiC), on peut fabriquer des substrats hybrides connus de l'homme du métier sous l'appellation "SopSiC", d'après l'acronyme de l'expression anglaise "Silicon on poly SiC" qui signifie "silicium sur carbure de silicium polycristallin". De tels substrats hybrides sont utiles pour la réalisation de circuits microélectroniques de haute performance. L'article de C.Y. Sung, "Direct Silicon Bonded (DSB) Mixed Orientation Substrate for High Performance Bulk CMOS Technology", Extended Abstracts of the 2006 International Conference on Solid State Devices and Materials, Yokohama, 2006, pp. 160-161, cite un exemple de fabrication d'un tel substrat, qui consiste à transférer une couche d'un substrat donneur en silicium (1,1,0) vers un substrat receveur en silicium (1,0,0), par collage puis amincissement. Cet article rappelle que la fabrication de ce substrat nécessite qu'il ne comporte aucune couche isolante entre les deux couches collées l'une contre l'autre. Cet article précise également que l'absence de couche isolante en SiO2 dans la structure finale conduit à préférer une préparation avant collage de type hydrophobe, plutôt qu'une préparation de type hydrophile. En effet, un collage hydrophile comprend la formation d'une fine couche d'oxyde de silicium pendant la préparation de surface des couches à mettre en contact, et cet oxyde, qui se retrouve enterré dans la structure finale, doit être éliminé ultérieurement, par exemple par un recuit final à très haute température, ce qui compliquerait le procédé de fabrication dans le cas présent. Toutefois, le collage hydrophobe qui fait intervenir des liaisons à terminaison H est beaucoup plus difficile à mettre en oeuvre, car ces liaisons à terminaison H attirent des particules qui agissent de façon négative sur le collage.
On connaît également d'après le document US 6 020 252 un procédé d'obtention d'une couche mince d'un matériau semi-conducteur, à partir d'un substrat donneur. Ce procédé consiste à implanter des ions de gaz rares ou d'hydrogène à l'intérieur d'un substrat donneur, selon une température et une dose d'implantation prédéterminées, de façon à y créer une zone de fragilisation, puis à effectuer un traitement thermique à une température suffisante pour obtenir la séparation dudit substrat en deux parties, de part et d'autre du plan de fragilisation. Conformément à ce qui est décrit dans ce document, la température et la dose d'implantation sont choisies de façon à créer des microcavités à l'intérieur du substrat en quantités suffisantes pour obtenir la zone de fragilisation, mais insuffisantes pour obtenir le détachement par le seul traitement thermique ultérieur. Le détachement nécessite l'application supplémentaire d'une force mécanique. Toutefois, ce document ne concerne pas spécifiquement une préparation de surface permettant un bon collage direct. L'invention a pour but de résoudre les inconvénients précités de l'état de la technique, et notamment de fournir un procédé de fabrication d'un substrat hybride obtenu par transfert de couche, qui ne nécessite pas de collage à l'aide d'une couche intermédiaire et dans lequel le collage entre le substrat donneur et le substrat receveur est réalisé via un collage hydrophobe de bonne qualité.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un substrat hybride, qui comprend au moins deux couches de matériau cristallin collées directement l'une contre l'autre, dont une couche de matériau, dite "active", issue d'un substrat cristallin, dit "donneur".
Conformément à l'invention, ce procédé comprend les étapes successives suivantes consistant à : - effectuer une étape d'implantation d'au moins une catégorie d'espèces atomiques et/ou ioniques à l'intérieur dudit substrat donneur, de façon à y former une zone de fragilisation qui délimite ladite couche active du reste du substrat donneur, - soumettre l'une des faces, dite "avant", du substrat donneur et l'une des faces, dite "avant", d'un substrat cristallin, dit "receveur", à un traitement thermique, dit "de préparation avant collage", à une température comprise entre 800 C et 1200 C, dans une atmosphère gazeuse comprenant de l'hydrogène et/ou de l'argon, pendant une durée d'au moins 30 secondes, de façon à rendre lesdites faces avant hydrophobes, - coller directement l'une contre l'autre, lesdites faces avant, - effectuer un traitement thermique des deux substrats dans des conditions permettant d'obtenir entre eux un collage fort, - détacher ledit reste, le long de la zone de fragilisation, par une action purement mécanique, la nature, la dose d'implantation et l'énergie d'implantation desdites espèces atomiques et/ou ioniques étant choisies de façon à ce que les défauts induits par ces espèces à l'intérieur du substrat donneur, permettent le détachement ultérieur du reste du substrat donneur, mais ne se développent pas suffisamment au cours du traitement thermique de préparation avant collage, pour empêcher le collage ultérieur ou déformer la face avant du substrat donneur. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison : - ledit traitement de préparation avant collage est effectué dans une atmosphère gazeuse contenant exclusivement de l'argon ; - ledit traitement de préparation avant collage est effectué dans une atmosphère gazeuse contenant exclusivement de l'hydrogène ; - ledit traitement de préparation avant collage est effectué dans un 35 four de recuit thermique rapide de type "RTP" ; - le traitement thermique de renforcement du collage des deux substrats est effectué par un traitement thermique long, à une température supérieure ou égale à 1100 C, pendant au moins 2 heures ; - les espèces implantées pour former la zone de fragilisation sont 5 choisies parmi l'hydrogène, l'hélium, le fluor, le néon, l'argon, le krypton et le xénon ; - la couche active du substrat donneur est constituée d'un matériau choisi parmi le silicium (Si), le silicium (1, 1, 0), le silicium (1, 0, 0), le silicium germanium (SiGe), le germanium (Ge), le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de 10 gallium (GaN) ; - le substrat receveur est constitué au moins en partie d'un matériau choisi parmi le silicium (Si), le silicium (1, 1, 0), le silicium (1, 0, 0), et le carbure de silicium (SiC). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la 15 description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, un mode de réalisation possible. Sur ces dessins : - les figures 1 à 6 illustrent les étapes successives du procédé de fabrication conforme à l'invention. 20 L'enchaînement des différentes étapes du procédé va maintenant être décrit brièvement. En se reportant à la figure 1, on peut voir un substrat 1 dit "donneur", qui comprend deux faces opposées 10 et 11, dites respectivement "avant" et "arrière". 25 Comme représenté sur la figure 2, le substrat donneur 1 est ensuite soumis à une implantation d'espèces atomiques et/ou ioniques, de façon à y former une zone de fragilisation 12, qui délimite une couche 13, dite "active", du reste 14 de ce substrat. De façon avantageuse, cette implantation est effectuée à travers une 30 couche d'isolant 3 sacrificielle, par exemple une couche de dioxyde de silicium (SiO2), déposée sur la face avant 10 du substrat 1. Cette couche d'isolant 3 est ensuite supprimée comme représenté sur la figure 3. Le substrat donneur 1 et un substrat 2, dit "receveur" sont ensuite 35 soumis à un traitement dit "de préparation avant collage", qui sera détaillé ultérieurement (voir figure 4).
Le substrat receveur 2 comprend deux faces opposées 20 et 21, dites respectivement "avant " et "arrière". Ensuite, la face avant 20 du substrat receveur 2 est appliquée par collage direct sur la face avant 10 du substrat donneur 1 (voir figure 5).
L'interface de collage porte la référence numérique 4. Après un traitement de renforcement du collage, on procède, comme représenté sur la figure 6, au détachement du reste 14 du substrat donneur 1, de façon à reporter la couche active 13 sur le substrat receveur 2 et à obtenir un substrat hybride référencé 5.
Les différentes étapes vont maintenant être décrites plus en détails. Les substrats donneur 1 et receveur 2 sont constitués de matériaux semi-conducteurs ou non. D'une manière générale, le matériau constituant le substrat donneur 1 sera choisi parmi les matériaux cristallins à l'intérieur desquels il est possible de créer une distribution dense de cavités, par une implantation d'espèces atomiques et/ou ioniques, suivie d'une étape de recuit thermique. A titre d'exemple, le matériau constituant le substrat donneur 1 peut être choisi parmi le silicium (Si), le silicium (1, 1, 0), le silicium (1, 0, 0), le silicium germanium (SiGe), le germanium (Ge), le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN). Le substrat receveur 2 est constitué de tout matériau cristallin ou non cristallin, par exemple du silicium (Si), du silicium (1, 1, 0), du silicium (1, 0, 0), ou du carbure de silicium (SiC), de préférence du silicium monocristallin ou du carbure de silicium polycristallin, mais également du silicium polycristallin. Il peut être semi-conducteur ou isolant. Deux applications particulières de l'invention consistent à former un substrat du type "DSB", dans lequel le substrat donneur 1 et le substrat receveur 2 sont tous les deux en silicium, de préférence monocristallin et d'orientations cristallines différentes (par exemple (1, 0, 0), (1, 1, 0) ou (1, 1, 1)), ou à former un substrat du type "SopSiC", dans lequel le substrat donneur 1 est du silicium, (de préférence monocristallin) et le substrat receveur 2 du carbure de silicium polycristallin. On notera que les substrats donneur et receveur peuvent également être multicouche. Dans ce cas, toutefois, il est nécessaire que la couche de matériau constituant les faces avant 10 et 20 des substrats 1 et 2 respecte les spécifications précitées.
L'étape d'implantation d'espèces atomiques et/ou ioniques est conduite en sélectionnant les espèces implantées, leur dose et leur énergie d'implantation, de façon à ce que les défauts induits par ces espèces à l'intérieur du substrat donneur 1, permettent ultérieurement le détachement du reste 14 (voir figure 6), mais ne se développent pas suffisamment, au cours du traitement thermique de préparation avant collage représenté sur la figure 4, pour déformer la face avant 10 à coller ou empêcher le collage ultérieur représenté sur la figure 5. A titre d'exemple d'espèces susceptibles d'être implantées, on citera l'hydrogène (H), l'hélium (He), le fluor (F), le néon (Ne), l'argon (Ar), le krypton (Kr) et le xénon (Xe). Ces espèces sont particulièrement appropriées pour une implantation dans un substrat 1 en silicium. Le choix de ces espèces, de leur dose ainsi que de leur énergie d'implantation sera fait de façon à éviter le phénomène de bullage de la surface qui est typiquement obtenu lorsqu'un matériau, implanté de façon standard, est recuit. D'une façon générale, il est également possible d'effectuer une coimplantation, différentes espèces étant bombardées à la surface du substrat de façon successive. De façon avantageuse, on utilise par exemple une première implantation d'hélium, suivie d'une implantation d'ions H+.
De la même manière, la nature des espèces, leur dose et leur énergie d'implantation sont choisies de telle sorte que le bullage des espèces implantées soit limité. Ainsi, que ce soit en implantation simple ou en co-implantation, les doses et énergies d'implantation des espèces précitées seront choisies entre 20 et 25 500 keV et entre 1.1014 at/cm2 et 1.1017 at/cm2. A titre d'exemple, des atomes d'hélium sont implantés dans le substrat avec une énergie de l'ordre de 30 à 200 keV et avec une dose comprise dans la gamme de 5. 1016 à 1.1017 at/cm2. Dans le cas d'atomes d'argon, l'énergie appliquée est de l'ordre de 200 à 500 keV et la dose d'implantation de l'ordre de 30 1.1016 à5.1016at/cm2. Dans le cas d'une co-implantation, on peut utiliser par exemple de l'hydrogène co-implanté avec du fluor ou encore de l'hydrogène co-implanté avec de l'hélium. Dans le cas d'une co-implantation hydrogène /fluor, l'hydrogène est 35 implanté à une énergie comprise entre 20 et 50 keV et une dose comprise entre 1.1015 et 5.1016 H+/cm2, le fluor est quant à lui implanté avec une énergie comprise entre 150 et 200 keV, pour des doses d'implantation de 1.1014 à 1.1016 F+/cm2. Dans le cas d'une co-implantation hydrogène /hélium, l'hélium est implanté à une énergie comprise entre 70 et 90 keV et une dose comprise entre 1.1016 et 6.1016 He+/cm2, l'hydrogène est quant à lui implanté avec une énergie comprise entre 70 à 90 keV, pour des doses d'implantation de 1.1015 à 6.1015 H+/cm2. Pour l'implantation, on pourra se reporter à la littérature sur le procédé Smart Cut TM.
De préférence et comme représenté sur la figure 2, l'implantation a lieu à travers la face avant 10. De préférence encore, il est préférable que toutes les implantations soient réalisées à travers une couche sacrificielle d'oxyde 3. Cette couche d'oxyde 3 peut être soit formée thermiquement, (par exemple du SiO2 pour un substrat en silicium), soit déposée par des techniques de dépôt bien connues de l'homme du métier, telles que les dépôts chimiques en phase vapeur à pression ambiante ou à basse pression, connus sous les acronymes anglais de "CVD" ou "LPCVD", qui signifient "Chemical Vapor Deposition" et "Low Pressure Chemical Vapor Deposition". Ces techniques ne seront pas ici décrites en détails.
L'oxyde 3 peut également être natif. L'oxyde sacrificiel 3 est ensuite éliminé après l'implantation, par exemple en plongeant le substrat 1 dans une solution diluée d'acide fluorhydrique (HF) ou en le plaçant dans une atmosphère de vapeurs d'acide fluorhydrique. L'élimination de l'oxyde sacrificiel est de préférence suivie d'un nettoyage du type "RCA" pour protéger la face avant 10 des particules contaminantes. Le traitement à l'aide d'un bain chimique dénommé "RCA" consiste à traiter la face avant 10, successivement avec : - un premier bain d'une solution connue sous l'acronyme "SC 1 ", (d'après la terminologie anglo-saxonne de "Standard Clean 1" , qui signifie "solution de nettoyage standard 1"), et qui comprend un mélange d'hydroxyde d'ammonium (NH4OH), de peroxyde d'hydrogène (H2O2) et d'eau déionisée, - un second bain d'une solution connue sous l'acronyme "SC2", (d'après la terminologie anglo-saxonne de "Standard Clean 2", qui signifie "solution de nettoyage standard 2"), et qui comprend un mélange d'acide chlorhydrique (HCl), de peroxyde d'hydrogène (H2O2) et d'eau déionisée.
Le traitement de préparation avant collage représenté sur la figure 4 consiste à soumettre au moins l'une des faces à coller 10, 20, à un traitement thermique, à une température comprise entre 800 C et 1200 C, dans une atmosphère gazeuse comprenant de l'hydrogène et/ou de l'argon, mais pas d'oxygène. L'atmosphère gazeuse peut donc comporter au choix : exclusivement de l'hydrogène, ou exclusivement de l'argon, ou un mélange des deux, voire même l'un ou l'autre ou les deux associés à un autre gaz, à l'exclusion de l'oxygène. La durée du traitement est d'au moins 30 secondes et de préférence n'excède pas quelques minutes. L'hydrogène et/ou l'argon a pour effet d'éliminer l'oxyde natif éventuellement présent sur la ou les face(s) ainsi traitée(s), de passiver ces surfaces par des atomes d'hydrogène et également d'obtenir des rugosités de surface très faibles.
Ce traitement de préparation avant collage a également pour effet de rendre les surfaces traitées hydrophobes. Cet effet a été mis en évidence par la mesure de l'angle de contact d'une goutte d'eau qui conduit à une valeur de 80 . Cette valeur est largement supérieure à la valeur que l'on obtient après un traitement du type "HF last", qui est typiquement de 70 , voir l'article de Y. Bâcklünd, Karin Hermasson, L. Smith, Bond-strength measurements related to silicon surface hydrophilicity , J. Electrochem. Soc., Vol. 1398, No8, 1992. L'avantage de ce traitement est qu'aucune espèce n'est adsorbée sur la surface traitée. Comme l'atome d'hydrogène est très petit, lorsqu'il désorbe pour permettre la création de liaisons covalentes entre les faces avant 10 et 20 en vis-à- vis, il ne reste pas piégé à l'interface, diffuse dans le matériau et ne génère pas de défauts de dégazage. De plus, ce traitement est de type sec, contrairement par exemple au traitement "HF last" précité. Il est donc plus simple de le mettre en oeuvre car il ne nécessite pas de séchage.
Enfin, ce traitement de préparation avant collage a pour effet que les ions implantés, par exemple les ions He+, sont piégés et stabilisés au niveau des microcavités qui se forment et grandissent. Ceci aboutit à la coalescence des microcavités entre elles et à la fragilisation du matériau implanté dans la zone des microcavités. Toutefois, les conditions d'implantation sont choisies de façon à ce que le phénomène de coalescence précité n'aboutisse pas au détachement du reste 14 et de la couche 13. Le traitement de préparation avant collage peut être mis en oeuvre dans une chambre permettant des recuits à haute température, sous une atmosphère contrôlée, par exemple un four connu sous l'acronyme "RTP" (d'après l'expression anglaise "Rapid Thermal Process") monoplaque ou encore une chambre de bâti d'épitaxie. L'utilisation d'un four traditionnel, dans lequel les substrats sont traités par lots, peut également être envisagée.
Après le traitement précité, le collage des faces avant 10 et 20 doit se faire très rapidement, afin de limiter au maximum les risques de contamination par l'atmosphère ambiant. Cette étape de collage est représentée sur la figure 5. De façon avantageuse, il est également possible de stocker les substrats traités dans une chambre dont l'atmosphère est contrôlée pour ne contenir qu'un gaz neutre, typiquement de l'argon ou de l'azote. Un tel traitement permet d'augmenter le temps d'attente avant le collage des substrats donneur 1 et receveur 2. Il a également été remarqué que les surfaces ayant subi le traitement de préparation avant collage étaient beaucoup moins réactives que des surfaces préparées par le procédé précité HF last , ce qui permet de limiter la contamination en particules de ces surfaces. L'industrialisation en est rendue plus simple. L'étape de collage direct de la figure 5 correspond à une mise en contact intime des faces avant 10 et 20 respectives des substrats donneur 1 et 25 receveur 2, c'est-à-dire un collage par adhésion moléculaire. Cette étape de collage est suivie d'un traitement de renforcement du collage, mis en oeuvre sous forme d'un traitement thermique long, c'est-à-dire pendant au moins deux heures, à une température supérieure ou égale à 1 100 C. Comme représenté sur la figure 6, on procède ensuite au détachement 30 du reste 14 du substrat donneur 1. Ce détachement est purement mécanique. Un détachement "purement" mécanique est initié par une action mécanique, par exemple en faisant progresser un outil, tel qu'une lame, le long de la zone de fragilisation 12, depuis un côté du substrat, ou en appliquant à cet endroit 35 un jet d'air ou d'eau. i0 Lors de ce type de détachement purement mécanique, la structure peut également être mise en rotation afin de faciliter le détachement. On donnera ci-après un exemple de réalisation de l'invention.
Exemple 1 : Un substrat de silicium Si (1,1,0) recouvert d'une couche d'oxyde de silicium (SiO2) a subi une implantation avec des ions hélium (He+) selon une dose légèrement inférieure à 1.1017He+/cm2 et une énergie d'implantation de 50 keV. L'oxyde de silicium SiO2 formé a ensuite été retiré par traitement dans une solution d'acide fluorhydrique (HF), suivi d'un nettoyage du type "RCA" précité. Ce substrat donneur en silicium, ainsi qu'un substrat receveur, également en silicium, mais d'orientation cristalline (1,0,0) ont ensuite été soumis au traitement de préparation avant collage, dans une atmosphère gazeuse comprenant de l'hydrogène et de l'argon, pendant une durée d'environ 4 minutes, à une température de 1050 C. Les deux substrats 1 et 2 ont été collés par leurs faces avant respectives et ont subi un traitement thermique de renforcement du collage pendant 2 heures à 1 100 C.
Enfin, on a procédé au détachement du reste du substrat donneur, par un détachement purement mécanique, avec l'introduction d'une lame. On a ainsi pu obtenir un substrat du type DSB silicium/silicium. Ce produit présente ainsi une interface de collage de très bonne qualité nécessaire pour la réalisation des futurs composants.
Exemple 2 : Un substrat de silicium Si (1, 0, 0) recouvert d'une couche d'oxyde de silicium (SiO2) a subi une co-implantation hydrogène / fluor. Le fluor est implanté selon une dose d'environ 1.1015 F+/cm2 et une énergie d'implantation de 180 keV, l'hydrogène étant implanté à une dose d'environ 4.1016 H+/cm2 et une énergie d'implantation de 30 keV ; L'oxyde de silicium SiO2 formé a ensuite été retiré par traitement dans une solution d'acide fluorhydrique (HF), suivi d'un nettoyage du type "RCA" précité. Ce substrat donneur en silicium, ainsi qu'un substrat receveur, en 35 carbure de silicium polycristallin (pSiC) ont ensuite été soumis au traitement de 2914110 Il préparation avant collage, dans une atmosphère gazeuse comprenant de l'hydrogène, pendant une durée d'environ 5 minutes, à une température de 800 C. Les deux substrats 1 et 2 ont été collés par leurs faces avant respectives et ont subi un traitement thermique de renforcement du collage pendant 5 3 heures à 1 000 C. Enfin, on a procédé au détachement du reste du substrat donneur, par un détachement purement mécanique, avec l'introduction d'un jet de fluide. On a ainsi pu obtenir un substrat du type SopSiC (c'est-à-dire "silicium sur carbure de silicium polycristallin) avec une interface de collage de très 10 bonne qualité.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un substrat hybride (5), qui comprend au moins deux couches de matériau cristallin (13,
2) collées directement l'une contre l'autre, dont une couche de matériau (13), dite "active", issue d'un substrat cristallin (1), dit "donneur", caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes consistant à : - effectuer une étape d'implantation d'au moins une catégorie d'espèces atomiques et/ou ioniques à l'intérieur dudit substrat donneur (1), de façon à y former une zone de fragilisation (12) qui délimite ladite couche active (13) du reste (14) du substrat donneur (1), - soumettre l'une des faces (10), dite "avant", du substrat donneur (1) et l'une des faces (20), dite "avant", d'un substrat cristallin (2), dit "receveur", à un traitement thermique, dit "de préparation avant collage", à une température comprise entre 800 C et 1200 C, dans une atmosphère gazeuse comprenant de l'hydrogène et/ou de l'argon, pendant une durée d'au moins 30 secondes, de façon à rendre lesdites faces avant (10, 20) hydrophobes, - coller directement l'une contre l'autre, lesdites faces avant (10, 20), - effectuer un traitement thermique des deux substrats (1, 2) dans des conditions permettant d'obtenir entre eux un collage fort, -détacher ledit reste (14), le long de la zone de fragilisation (12), par 20 une action purement mécanique, la nature, la dose d'implantation et l'énergie d'implantation desdites espèces atomiques et/ou ioniques étant choisies de façon à ce que les défauts induits par ces espèces à l'intérieur du substrat donneur (1), permettent le détachement ultérieur du reste (14) du substrat donneur, mais ne se développent pas suffisamment au cours 25 du traitement thermique de préparation avant collage, pour empêcher le collage ultérieur ou déformer la face avant (10) du substrat donneur (1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit traitement de préparation avant collage est effectué dans une atmosphère gazeuse contenant exclusivement de l'argon. 30
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit traitement de préparation avant collage est effectué dans une atmosphère gazeuse contenant exclusivement de l'hydrogène.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit traitement de préparation avant collage est effectué dans un four de recuit thermique rapide de type "RTP".
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement thermique de renforcement du collage des deux substrats (1, 2) est effectué par un traitement thermique long, à une température supérieure ou égale à 1100 C, pendant au moins 2 heures.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les espèces implantées pour former la zone de fragilisation (12) sont choisies parmi l'hydrogène, l'hélium, le fluor, le néon, l'argon, le krypton ou le xénon.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche active (13) du substrat donneur (1) est constituée d'un matériau choisi parmi le silicium (Si), le silicium (1, 1, 0), le silicium (1, 0, 0), le silicium germanium (SiGe), le germanium (Ge), le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN).
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat receveur (2) est constitué au moins en partie d'un matériau choisi parmi le silicium (Si), le silicium (1, 1, 0), le silicium (1, 0, 0) et le carbure de silicium (SiC).20
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